Nowy, niezwykły materiał - superwytrzymały i samoleczący się

Jak opisano w najnowszym numerze czasopisma naukowego "Scientific Reports", międzynarodowej grupie naukowców pod zwierzchnictwem Uniwersytetu Pensylwanii udało się opracować pierwszy materiał zdolny do samoistnej regeneracji. Jest on w stanie naprawiać swoje uszkodzenia w obecności wody.

Naukowców zainspirowały zęby kałamarnic. Są one niezwykle silne, a pod wpływem wody potrafią zmienić swój stan z płynnego w stały. Pojawiło się więc przypuszczenie, że jeżeli uda się skonstruować w ten sposób sztuczny materiał, to będzie on również zdolny do modyfikowania swojej struktury w towarzystwie cieczy.

Aby to sprawdzić, zespół naukowców musiał najpierw zidentyfikować gen, dzięki któremu zęby kałamarnic są zdolne do samoregeneracji. Powoduje on wytwarzanie specjalnych protein, które pozwalają na przeprowadzenie tego procesu. Najpierw przebadali więc kilka różnych gatunków zwierząt z różnych części świata, a kiedy w końcu udało im się wytworzyć wspomniane proteiny w laboratorium – przeprowadzili kolejne testy.

Stworzenie na podstawie tej wiedzy naprawiającego się materiału wymagało jeszcze zmieszania protein z rozpuszczalnikiem. Kiedy pozwolono mu wyparować, na miejscu pozostał materiał podobny do gumowanego plastiku. Miękka, bezpostaciowa część białkowa daje materiałowi zdolności regeneracji, a warstwa aminokwasów zapewnia twardą strukturę.

Kawałek tak przygotowanego materiału był w stanie samoistnie połączyć się w całość po przecięciu go nożyczkami. Wystarczyło polanie go odrobiną wody i lekkie dociśnięcie metalowym narzędziem. Co istotne, był on później w stanie wytrzymać taką samą wagę jak przed uszkodzeniem. Proces prowadził więc do całkowitej regeneracji.

Naukowcy chcą, by ich odkrycie pozwoliło na tworzenie np. nowej generacji znacznie bardziej wytrzymałych implantów. Pozwolić może również na usprawnienie urządzeń, działających w wodzie – chociażby światłowodów, znajdujących się na dnie oceanów. Zanim jednak będzie to możliwe, potrzebne będą kolejne testy i badania nad opracowanym materiałem.

_ DG _